7.1.definiciones.
El electromagnetismo es la parte de la electricidad que estudia la relación entre los fenómenos eléctricos y los fenómenos magnéticos. Los fenómenos eléctricos y magnéticos fueron considerados como independientes hasta 1820, cuando su relación fue descubierta por casualidad. Así, hasta esa fecha el magnetismo y la electricidad habían sido tratados como fenómenos distintos y eran estudiados por ciencias diferentes. Sin embargo, esto cambió a partir del descubrimiento que realizó Hans Chirstian Oersted , observando que la aguja de una brújula variaba su orientación al pasar corriente a través de un conductor próximo a ella. Los estudios de Oersted sugerían que la electricidad y el magnetismo eran manifestaciones de un mismo fenómeno: las fuerzas magnéticas proceden de las fuerzas originadas entre cargas eléctricas en movimiento. Cuando hablamos de electrostática nos referimos a los fenómenos que ocurren debido a una propiedad intrínseca y discreta de la materia, la carga, cuando es estacionaria o no depende del tiempo. La unidad de carga elemental, es decir, la más pequeña observable, es la carga que tiene el electrón. Se dice que un cuerpo está cargado eléctricamente cuando tiene exceso o falta de electrones en losátomos que lo componen. Por definición el defecto de electrones se la denomina carga positiva y al exceso carga negativa. La relación entre los dos tipos de carga es de atracción cuando son diferentes y de repulsión cuando son iguales.
7.2. campo magnético terrestre.
El campo magnético terrestre (también llamado campo geomagnético), es el campo magnético que se extiende desde el núcleo interno de la Tierra hasta el límite en el que se encuentra con el viento solar; una corriente de partículas energéticas que emana del Sol. Su magnitud en la superficie de la Tierra varía de 25 a 65 µT (microteslas) o (0,25-0,65 G). Se puede considerar en aproximación el campo creado por un dipolo magnético inclinado un ángulo de 10 grados con respecto al eje de rotación (como un imán de barra). Sin embargo, al contrario que el campo de un imán, el campo de la Tierra cambia con el tiempo porque se genera por el movimiento de aleaciones de hierro fundido en el núcleo externo de la Tierra (la geodinamo). El polo norte magnético se desplaza, pero de una manera suficientemente lenta como para que las brújulas sean útiles en la navegación. Al cabo de ciertos periodos de duración aleatoria (con un promedio de duración de varios cientos de miles de años), el campo magnético de la Tierra se invierte (el polo norte y sur geomagnético permutan su posición). Estas inversiones dejan un registro en las rocas que permiten a los paleomagnetistas calcular la deriva de continentes en el pasado y los fondos oceánicos resultado de la tectónica de placas. La región por encima de la ionosfera —que se extiende varias decenas de miles de kilómetros en el espacio— es llamada la magnetosfera. Esta nueva capa protege a la Tierra de los rayos cósmicos que destruirían la atmósfera externa, incluyendo la capa de ozono que protege a la Tierra de la dañina radiación ultravioleta.
7.3.Trayectoria de las cargas en movimiento dentro de un campo magnético.
La fuerza magnética que actúa sobre una partícula cargada que se mueve en un campo magnético es siempre perpendicular a la velocidad de la partícula. El trabajo realizado por la fuerza magnética es cero ya que el desplazamiento de la carga es siempre perpendicular a la fuerza magnética. Por lo tanto, un campo magnético estático cambia la dirección de la velocidad pero no afecta la rapidez o la energía cinética de la partícula cargada. Considérese el caso especial de una partícula cargada positivamente que se mueve en un campo magnético externo con su vector de velocidad inicial perpendicular al campo. Supóngase que el campo magnético está dirigido hacia adentro de la pagina . Las cruces se utilizan para representar la cola de B, ya que está dirigido hacia adentro de la página. Después se utilizaran los puntos para representar la punta de un vector dirigido hacia fuera de la página
7.4.Fuerzas magnéticas entre corrientes.
Todo conductor por el cual circula una corriente eléctrica está rodeado de un campo magnético. En virtud de que una corriente eléctrica es un flujo de electrones, cada uno de ellos constituye una partícula cargada en movimiento generadora de un campo magnético a su alrededor. Por ello, cuando un electrón en movimiento con su propio campo magnético penetra en forma perpendicular dentro de otro campo producido por un imán o una corriente eléctrica, los dos campos magnéticos interactúan entre sí. En general, los campos magnéticos actúan sobre las partículas cargadas desviándolas de sus trayectorias a consecuencia del efecto de una fuerza magnética llamada fuerza de Ampere. Cuando una partícula cargada se mueve perpendicularmente a un campo magnético, recibe una fuerza magnética cuya dirección es perpendicular a la dirección de su movimiento y a la dirección de la inducción magnética o densidad de flujo.
7.5.Leyes de electromagnetismo. Leyes de electromagnetismo.
LEY DE GAUSS Esta ley establece que el flujo eléctrico neto, , a través de cualquier superficie gaussiana (superficie cerrada), es igual a la carga neta dentro de la superficie dividida por : Coulomb Gauss ∅=∮▒E.dA=q_m/∈_0 Donde = carga eléctrica cerrada por la superficie gaussiana. La ley de Gauss se utiliza para determinar la intensidad de campo eléctrico debido a distribuciones de carga eléctrica con alto grado de simetría. Esta ley es una de las ecuaciones fundamentales del electromagnetismo. La Ley de gauss
LEY DE BIOT-SAVART Los campos magnéticos son producidos con cargas en movimiento, esto es, por corriente eléctrica. Los físicos Biot y Savart dedujeron una relación matemática que permite conocer el campo magnético dB en un punto P debido a un elemento de corriente ds que conduce una intensidad de corriente l es: o lo que es lo mismo donde: es la permeabilidad magnética del medio, en el SI para el vacio: r es la distancia del punto al elemento de corriente. FARADAY LEY DE INDUCCION FARADAY-HENRY Esta ley establece que la fem inducida en un circuito es directamente proporcional a la variación con respecto al tiempo del flujo magnético a través del circuito, matemáticamente se expresa por: HENRY El signo negativo indica que la fem inducida tiene tal dirección que se opone al cambio que la produce.
LEY DE LENZ La fem la corriente inducidas se oponen a la causa que las produce es decir, las corrientes inducidas producen campos magnéticos que tienden a anular los cambios de flujo que las inducen.
7.6. Ley
de Ampere
Ley de Ampere El campo magnético en el espacio alrededor de una corriente eléctrica, es
proporcional a la corriente eléctrica que constituye su fuente, de la misma forma que el campo
eléctrico en el espacio alrededor de una carga, es proporcional a esa carga que constituye su fuente.
La ley de Ampere establece que para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los elementos de longitud multiplicado por el campo magnético en la dirección de esos elementos de longitud, es igual a la permeabilidad multiplicada por la corriente eléctrica encerrada en ese bucle. En el caso eléctrico, la relación del campo con la fuente está cuantificada en la ley de Gauss la cual, constituye una poderosa herramienta para el cálculo de los campos eléctricos.
Ley de Ampere El campo magnético en el espacio alrededor de una corriente eléctrica, es
proporcional a la corriente eléctrica que constituye su fuente, de la misma forma que el campo
eléctrico en el espacio alrededor de una carga, es proporcional a esa carga que constituye su fuente.
La ley de Ampere establece que para cualquier trayecto de bucle cerrado, la suma de los elementos de longitud multiplicado por el campo magnético en la dirección de esos elementos de longitud, es igual a la permeabilidad multiplicada por la corriente eléctrica encerrada en ese bucle. En el caso eléctrico, la relación del campo con la fuente está cuantificada en la ley de Gauss la cual, constituye una poderosa herramienta para el cálculo de los campos eléctricos.
7.7.Inductancia magnética
La inductancia es el campo magnético que crea una corriente eléctrica al pasar a través de una bobina de hilo conductor enrollado alrededor de la misma que conforma un inductor. Un inductor puede utilizarse para diferenciar señales cambiantes rápidas o lentas. Al utilizar un inductor con un condensador, la tensión del inductor alcanza su valor máximo a una frecuencia dependiente de la capacitancia y de la inductancia.
La inductancia depende de las características físicas del conductor y de la longitud del mismo. Si se enrolla un conductor, la inductancia aumenta. Con muchas espiras se tendrá más inductancia que con pocas. Si a esto añadimos un núcleo de ferrita, aumentaremos considerablemente la inductancia. Existen fenómenos de inducción electromagnética generados por un circuito sobre sí mismo llamados de inducción propia o autoinducción; y los producidos por la proximidad de dos circuitos llamados de inductancia mutua. Como el fenómeno de la inductancia se debe a que un cambio de corriente en una bobina induce una fem en ella, el Henry se puede definir en términos de la fem inducida por unidad de rapidez de cambio de la corriente.
7.8.Energía asociada con un campo magnético.
La energía necesaria para crear un campo magnético puede calcularse en dos formas: en función de las corrientes en las espiras de alambre o como una integral de la densidad de energía sobre el campo entero. Si no se registran pérdidas (como las debidas a histéresis), la energía utilizada para crear el campo magnético puede recuperarse cuando sea apagado, de modo que representa la energía de él. La potencia de las perdidas por histéresis es proporcionada a la superficie de la espira de las histéresis y a las frecuencias. El concepto de energía de la auto inductancia indica que puede representarse como una suma de la energía asociada a campo extremo a la región con la corriente(inductancia externa), y de la relacionada con el campo dentro de la región de corrientes (inductancia interna). En las espiras den corriente en el vacío, siempre es posible calcular la fuerza magnética, pero a veces es difícil. Podría ser más sencillo el método basado en la energía utilizada en tal caso. En particular, si hay materiales magnéticos, puede calcularse mediante fórmulas basadas de conversión de la energía en el campo magnético. 
7.9.Densidad de energía magnética.
Ya que Al es el volumen del selenoide, la energía almacenada por unidad de volumen en un campo magnético está dada por Aunque la ecuación anterior se dedujo para el caso específico de un soleniode, ésta es valida pora cualquier región del espacio en donde exista un campo magnético. Obsérvese que es similar en forma a la ecuación de la energía por unidad de volumen almacenada por un campo eléctrico. En ambos casos la densidad de energía es proporcional al cuadrado de la intensidad del campo. La inducción magnética o densidad de flujo magnético, cuyo símbolo es B, es el flujo magnético por unidad de área de una sección normal a la dirección del flujo, y en algunos textos modernos recibe el nombre de intensidad de campo magnético, ya que es el campo real. 7.10.Aplicaciones.
LA CORRIENTE ALTERNA EN LOS HOGARES La generación y distribución de electricidad es un proceso bastante complejo. Primero debe utilizarse alguna forma de energía mecánica para alimentar los generadores eléctricos. Después hay que hacer llegar la electricidad a cada consumidor a través de conductores, en la forma más eficientemente posible. Casi toda la electricidad es generada por el ser humano y con excepción de algunas aplicaciones experimentales, se crea mediante generadores eléctricos. Los generadores eléctricos son maquinas que convierten energía mecánica en energía eléctrica. La energía eléctrica mecánica que mueve el generador se puede proceder de diversas fuentes, alimentadas a su vez por petróleo, turbinas de vapor caídas de agua. Los ingenieros emplean el término energía matriz para designar la energía mecánica que mueve los generadores. LA
DINAMO: La dinamo es un generador de corriente continua. Al girar el neumático en contacto con la rueda de fricción, ésta hace girar el imán. El imán en rotación produce un campo magnético que induce una corriente eléctrica en la bobina.
TRANSFORMADOR: Es un dispositivo que permite elevar o rebajar el voltaje de una corriente alterna, es decir, una corriente cuyo sentido e intensidad varían alternativamente. Se establece relación entre la tensión, el número de espiras y la corriente así: V1 / V2 = N1 / N2 V1 / V2 = I2 / I1 EL TELÉFONO: El inventor oficial de este aparato, fue el estadounidense Alexander Graham Bell. Decimos que es el oficial, porque la idea en que se basó, ya estaba estudiada, de hecho, unas pocas horas después de que Bell presentara la solicitud de patente del teléfono, el 14 de febrero de 1876, Elisha Gray presentó un documento de intensión para perfeccionar sus ideas sobre el teléfono, con la condición de presentar la solicitud de patente en un plazo de tres meses. La situación se fue a interminables litigios judiciales en Estados Unidos, pero finalmente todos los ganó Bell. Consta básicamente de un dispositivo que transforma las ondas de sonido que se emiten cuando uno habla en vibraciones de una corriente eléctrica y que la corriente así generada, siguiese fielmente las variaciones producidas por el sonido. Una vez lograda, esta corriente podía llegar al receptor a través de un cable conductor, El receptor tendría un aparato que invierta el proceso: justo transformar las variaciones de una corriente eléctrica en sonido
